高二物理 第15單元45分鐘過關(guān)檢測（電流表的工作原理）（有解析） 大綱人教版第二冊

1、訓練13 電流表的工作原理基礎過關(guān) 看一看,很簡單!1.關(guān)于磁電式電流表，下列說法正確的是( )A.電流表的工作原理是安培力對通電導線的加速作用(從左向右看)B.電流表的工作原理是安培力對通電線框的轉(zhuǎn)動作用 C.電流表指針的偏轉(zhuǎn)角與所通電流成正比D.電流表指針的偏轉(zhuǎn)角與所通電流成反比答案：BC2.要想提高磁電式電流表的靈敏度，不可采用的辦法有( ) A.減小線圈匝數(shù) B.增加永久磁鐵的磁感應強度C.換用彈性較強的游絲，增大反抗力矩 D.增大線圈面積答案：AC3.如圖所示，abcd是一豎直的矩形導線框，線框面積為S，放在磁感應強度為B的均勻水平磁場中，ab邊在水平面內(nèi)且與磁場方向成60°

2、;角.若導線框中的電流為I，則導線框所受的安培力對某豎直的固定軸的力矩等于( )A.IBS B. C. D.2BIS答案：B4.對于在勻強磁場中放置的通電線圈，下列說法中正確的是( )A.線圈平面平行于磁感線時，所受合力最大，合力矩也最大B.線圈平面平行于磁感線時，所受合力為零，合力矩最大C.線圈平面垂直于磁感線時，所受合力為零，合力矩也為零D.線圈平面垂直于磁感線時，所受合力為零，合力矩最大答案：BC5.電流通過線圈而使線圈轉(zhuǎn)動的原因_是.當_時，線圈就停止轉(zhuǎn)動，線圈中的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度就越_.答案：線圈受到的安培力矩 螺旋彈簧產(chǎn)生的力矩與安培力的力矩平衡 大6.如圖所示為磁電式電流表

3、的內(nèi)部示意圖.已知輻射狀磁場的磁感應強度B=0.9 T,矩形線圈邊長L1=2 cm,L2=2.5 cm，匝數(shù)N=2 000，電流表的滿偏角為=90°,與線圈相連的兩個螺旋彈簧總的扭轉(zhuǎn)特征是：每扭轉(zhuǎn)1°，產(chǎn)生的力矩為1×10-6 N·m.求該電流表的滿偏電流. 答案：100 A解析：線圈受的安培力矩M1=NBL1L2I=2 000×0.9×0.02×0.025I彈簧產(chǎn)生的反抗力矩M2=90×1×10-6 N·m由于M1=M2則.鞏固提高 想一想,沒問題!7.在勻強磁場中放置一個邊長為a的正方形閉合

4、線圈，線圈中電流為I，磁場的磁感應強度為B，線圈平面與磁感線平行.線圈受到的磁場作用情況是( )A.合力不為零，合力矩為零 B.合力為零，合力矩為Ba2IC.合力不為零，合力矩為2Ba2I D.合力為4BaI,合力矩為零 答案：B8.如圖所示，一個矩形線框放在勻強磁場中能繞OO軸轉(zhuǎn)動，當線框中通有如圖所示方向的恒定電流時，在線框轉(zhuǎn)動90°的過程中( ) A.ab邊和cd邊受到的安培力不變，電磁力矩逐漸變小B.ab邊和cd邊受到的安培力逐漸減小，電磁力矩逐漸變小C.ad邊和cb邊始終不受安培力D.ad邊和cb邊受到的安培力逐漸變大，但電磁力矩為零答案：AD解析：在線框轉(zhuǎn)動90°

5、;的過程中，對ab邊和dc邊，由F=BILsin(為B和I的夾角)，B與I始終垂直，所以安培力大小不變，方向也不變，而由M=BIScos(為B與S夾角)，轉(zhuǎn)動過程中逐漸增大，則M逐漸變小，故選項A正確. 對ad邊、cb邊，逐漸增大，所受安培力逐漸變大，方向分別為向上和向下，不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，所以電磁力矩為零.故選項D也正確.9.矩形線圈abcd放在勻強磁場中，磁場方向沿z軸，磁感應強度B=1.34×10-2 T，如圖所示.線圈邊長ad=6 cm,ab=8 cm，線圈是均勻的，總質(zhì)量為2.8×10-3 kg，此線圈可繞ad邊自由轉(zhuǎn)動.當線圈靜止在與xOz平面成30°角

6、的位置時，則通過線圈的電流的大小為_，方向為_(g取10 m/s2).答案：10 A abcda解析：設矩形線圈abcd的總質(zhì)量為m0則ab、cd邊的重力為m1g=4m0g/7=1.6×10-2 Nm1的重力的力矩為M1=m1g×0.5Labsin30°=1.6×10-2×0.5×0.08×0.5 N·m=3.2×10-4 N·m bc邊的重力為m2g=3m0g/14=6×10-3 Nm2的重力的力矩為M2=m2g×Labsin30°=6×10-3

7、5;0.08×0.5 N·m=2.4×10-4 N矩形線圈的重力的力矩為MG=M1+M2=5.6×10-4 N·m矩形線圈所受的電磁力矩為M電=BIScos30° 得電流的大小為I=MG/BScos30°=5.6×10-4/1.34×10-2×0.06×0.08×0.866 A=10 A 方向沿abcda(左手定則分析bc邊的安培力便可獲得).10.設電流計中的磁場為均勻輻向分布的磁場，如圖(乙)中abcd表示的是電流計中的通電線圈.ab=cd=1 cm,ad=bc=0.9

8、cm,共有50匝，線圈兩邊所在位置的磁感應強度為0.5 T.已知線圈每偏轉(zhuǎn)1°，彈簧產(chǎn)生的阻礙線圈偏轉(zhuǎn)的力矩為2.5×10-8 N·m.求:(1)當線圈中通有0.6 mA的電流時，線圈偏轉(zhuǎn)的角度;(2)當線圈轉(zhuǎn)過90°時，該電流表中通過的電流.答案：(1)54° (2)1.0×10-3 A解析：(1)當線圈中通過0.6 mA的電流時，設指針偏角為，則磁場對通電線圈的磁力矩M1=NBIS，而彈簧產(chǎn)生的阻力力矩M2=2.5×10-8 ,由平衡條件得M1=M2,即NBIS=2.5×10-8：則=54°.(2)當

9、線圈轉(zhuǎn)過90°時，則應通以電流Im，由平衡條件得：NBImS=2.5×10-8×90°所以有.拓展應用 跳一跳,夠得著!11.有一個電流表接在電動勢為E、內(nèi)阻為r(r經(jīng)過處理，阻值很大)的電池兩端，指針偏轉(zhuǎn)了30°.如果將其接在電動勢為2E、內(nèi)阻為2r的電池兩端，其指針的偏轉(zhuǎn)角( )A.等于60° B.等于30°C.大于30°,小于60° D.大于60°答案：C解析：當接在第一個電池上時，接在第二個電池上時，因為偏轉(zhuǎn)角與I成正比，所以所以,則12.所以30°260°.故C選項

10、正確.12.如圖所示，在蹄形磁鐵的上方，放置一個可以自由運動的通電線圈abcd,最初線圈平面與蹄形磁鐵處于同一豎直面內(nèi).則通電線圈的運動情況是( )A.ab邊轉(zhuǎn)向紙外，cd邊轉(zhuǎn)向紙里，同時向下運動B.ab邊轉(zhuǎn)向紙外，cd邊轉(zhuǎn)向紙里，同時向上運動C.ab邊轉(zhuǎn)向紙里，cd邊轉(zhuǎn)向紙外，同時向下運動D.ab邊轉(zhuǎn)向紙里，cd邊轉(zhuǎn)向紙外，同時向上運動答案：C解析：先畫出蹄形磁鐵磁極附近的磁感線，如圖所示(這是先決條件)，ab邊處在水平方向的磁場分量，根據(jù)左手定則，ab邊受的安培力指向紙里；cd邊處也有水平方向的磁場分量，cd邊受的安培力指向紙外.bc邊和da邊的合力為零.整個線圈發(fā)生ab向里、cd向外的轉(zhuǎn)

11、動(具體分析一下為什么會抵消).當線圈由圖示位置到轉(zhuǎn)過90°的過程中，根據(jù)左手定則，da邊受到的安培力向上，bc邊受到的安培力向上，由于da處磁場較強，所以da邊受到向下的安培力大于bc邊受到向上的安培力，合力向下.綜合以上分析，選項C正確. 13.在傾角=30°的斜面上，固定一金屬框架，寬l=0.25 m，接入電動勢E=12 V內(nèi)阻不計的電池.垂直框的兩對邊放有一根質(zhì)量m=0.2 kg的金屬棒ab，它與框架的動摩擦因數(shù)=,整個裝置放在磁感應強度B=0.8 T.垂直框面向上的勻強磁場中，如圖所示.為使金屬棒靜止在框架上，滑動變阻器R的阻值應在什么范圍內(nèi)？(設棒受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，框架與棒的電阻不計，取g=10 m/s2)答案：1.6 R4.8 解析：金屬棒共受四個力作用(重力、支持力、安培力及摩擦力).摩擦力的方向可能沿斜面向下，也可能向上，需要分別討論：當R較大時，I較小，安培力